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23/08/06 Modelo do Aprendiz José Cláudio de Almeida Filho1 Modelo do Aprendiz Um sistema tutor inteligente, ou STI é um programa de computador que instrui.

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1 23/08/06 Modelo do Aprendiz José Cláudio de Almeida Filho1 Modelo do Aprendiz Um sistema tutor inteligente, ou STI é um programa de computador que instrui o aprendiz através de um caminho inteligente. Não há nenhuma definição de meios para ensinar de forma inteligente. A característica mais usada pelos STI´s é que eles incluem no modelo do aprendiz, um modelo individualizado para adaptar a instrução às necessidades do aprendiz.

2 23/08/06 Modelo do Aprendiz José Cláudio de Almeida Filho2 Modelo do Aprendiz Este componente representa o estado de conhecimento atual do aprendiz. É chamado de diagnóstico porque é muito parecido com a tarefa do médico deduzir um estado fisiológico oculto pela observações de sinais. Um sistema de diagnóstico do STI descobre o estado cognitivo oculto (do assunto conhecido pelo aprendiz) por meio de comportamento observável.

3 23/08/06 Modelo do Aprendiz José Cláudio de Almeida Filho3 Modelo do Aprendiz O modelo do aprendiz e o módulo de diagnóstico estão firmemente definidos. O modelo do aprendiz é uma estrutura de dados, e o diagnóstico é um processo que os manipula. Os dois componentes devem ser projetados juntos. Esta forma de desenhar o problema é chamada modelagem do problema do aprendiz

4 23/08/06 Modelo do Aprendiz José Cláudio de Almeida Filho4 O aprendiz modelando o problema A maioria dos problemas na ciência da computação podem ser especificados descrevendo e avaliando as entradas e a saída desejada. O desenho do problema, infelizmente, não pode ser claramente identificado. Em geral a entrada para a diagnose do aprendiz é identificada com a interação com o aprendiz. O tipo de informação particular para avaliar o aprendiz no módulo diagnóstico depende da aplicação global do STI.

5 23/08/06 Modelo do Aprendiz José Cláudio de Almeida Filho5 O aprendiz modelando o problema As respostas informadas no questionário podem ser colocadas pelo STI em forma de jogos ou comandos em editor. A saída do módulo de diagnóstico é mais difícil de descrever. A precisão dos resultados baseados nos dados reflete o nível de conhecimento do aprendiz. O modelo do aprendiz é utilizado pelos outros módulos, como listados a seguir: Avanços, Oferecimento de Conselhos, Geração de Problemas, Adaptação de Explicações.

6 23/08/06 Modelo do Aprendiz José Cláudio de Almeida Filho6 Avanços Alguns STI´s usam um currículo estruturado. O aprendiz é movido para o próximo tópico em um currículo único, quando ele ou ela tiver dominado o tópico corrente. Em qualquer aplicação, o modelo do aprendiz representa o nível que ele já tem dominado. Periodicamente o modelo aprendiz do STI pergunta sobre o nível dominado até o presente tópico pesa e decide se o aprendiz pode avançar para o próximo tópico. Este uso de modelo do aprendiz é chamado avanço. O avanço é muito usado, não unicamente com currículos linearmente estruturados em que a instrução está sempre no tópico, mas também numa estrutura curricular em que o aprendiz faz exercícios de vários tópicos e habilidades ao mesmo tempo.

7 23/08/06 Modelo do Aprendiz José Cláudio de Almeida Filho7 Oferecimento de conselhos Alguns STI´s são como treinadores atléticos em que só oferecem conselhos quando o aprendiz necessita. Se o aprendiz está com boa performance o treinador permanece calado. Um bom treinador também vai permanecer calado se o aprendiz cometer um engano numa situação que dificultou o acontecimento de uma interação pedagógica. Para oferecer um conselho sem ser solicitado no momento certo o STI tem que conhecer o nível de conhecimento do aprendiz. Para isto ele lê o modelo do aprendiz.

8 23/08/06 Modelo do Aprendiz José Cláudio de Almeida Filho8 Geração de problemas Alguns STI´s geram problemas dinamicamente para o aprendiz em lugar de uma lista pré-definida de problemas ou deixando o próprio aprendiz inventar problemas para resolver. Em muitas aplicações um bom problema deve ser um pouco além da capacidade do aprendiz. Para encontrar a capacidade corrente do aprendiz o módulo de geração de problemas consulta o modelo do aprendiz.

9 23/08/06 Modelo do Aprendiz José Cláudio de Almeida Filho9 Adaptação de explicações Quanto um bom professor explica algo para o aprendiz ele usa conceitos que o aprendiz entende. Para um STI fazer uma boa explicação de um assunto, ele necessita determinar o nível de conhecimento que o aprendiz já conhece. Para isto também ele consulta o modelo do aprendiz.

10 23/08/06 Modelo do Aprendiz José Cláudio de Almeida Filho10 Adaptação de explicações Não podemos classificar o modelo de problemas do aprendiz pela entrada e saída desejada. O que é feito é classificar por sensibilidade todos os problemas de acordo com a propriedade estrutural do modelo do aprendiz. Por exemplo, o modelo do aprendiz pode representar vários níveis do domínio por um simples bit (dominado versus não dominado), ou pelo número, ou pela descrição da qualidade de complicação. Tais propriedades estruturais do modelo do aprendiz determina como é difícil o modelar o problema do aprendiz e é necessário se vestir das melhores técnicas para esta solução.

11 23/08/06 Modelo do Aprendiz José Cláudio de Almeida Filho11 Espaços tri-dimencionais de modelos do aprendiz Esta sessão mostra a existência de sistemas de modelos de aprendiz em um contexto de classificação das propriedades da avaliação das entradas do módulo de diagnóstico. Considerando, aproximadamente, 20 aprendizes modelando sistemas com mais baixo grau de desenvolvimento. A classificação presente é entendida para capturar as diferenças entre o problema que o aprendiz está modelando que realmente apresente uma solução técnica. Se esta classificação estiver correta, pode ser usada para dizer que tipos de modelos de técnicas de aprendizes podem ser usadas por alguns novos aprendizes

12 23/08/06 Modelo do Aprendiz José Cláudio de Almeida Filho12 Banda Larga A entrada na unidade de diagnose consiste de vários tipos de informações sobre o que o aprendiz declara. Para isto a unidade de diagnose pode deduzir o que o aprendiz está pensando ou acreditando. É claro que quanto menos informação a unidade, mais dura é a tarefa de dedução. A dimensão banda larga é uma categorização da quantidade e qualidade da entrada.

13 23/08/06 Modelo do Aprendiz José Cláudio de Almeida Filho13 Banda Larga A banda larga mais evoluída no STI seria uma lista dos estados mentais dos aprendizes através da solução de problemas. O estado mental do homem não é acessado diretamente por máquinas, assim nenhum STI pode alcançar o estado mental em larga escala. Porém, fazendo bastante perguntas ou extraindo protocolos verbais, um STI pode obter bastante informações que pode aproximar do estado mental do aprendiz. Assim a mais alta categoria banda larga é aproximada do estado mental

14 23/08/06 Modelo do Aprendiz José Cláudio de Almeida Filho14 Banda Larga Às vezes o STI acessa estes estados intermediários e, às vezes, ele só pode ver a resposta do estado mental final. Duas outras categorias de banda larga são estado final e estado intermediário. Para sumarizar as três categorias, da mais alta à mais baixa são: estado mental, estado mental intermediário e estado mental final.

15 23/08/06 Modelo do Aprendiz José Cláudio de Almeida Filho15 Conhecimento Tipo Objetivo Modelos do aprendiz podem atualmente resolver os mesmos problemas que os aprendizes fazem e podem ser usados para identificarem as respostas dos aprendizes. Esta é uma característica que distingue o modelo do aprendiz do STI e os modelos do usados em antigos sistemas de computadores baseados em treinamento.

16 23/08/06 Modelo do Aprendiz José Cláudio de Almeida Filho16 Conhecimento Tipo Objetivo Montar a diagnose e a solução de um problema produz um conhecimento base. Resolver problema requer algum tipo de interpretação do processo, envolvendo aplicação do conhecimento no modelo do aprendiz para o problema. Há dois tipos de interpretações, uma de conhecimento processual e outra de conhecimento declarativo.

17 23/08/06 Modelo do Aprendiz José Cláudio de Almeida Filho17 Conhecimento Tipo Objetivo A interpretação do conhecimento processual é simples. Ele não busca, mas toma decisões baseadas no conhecimento atual. Ele é como um homem com uma lanterna que pode ver somente um pequeno caminho onde está na área do conhecimento Baseado na visão que ele possui do conhecimento atual, no atual estado de um problema, ele identifica a área do conhecimento e decide para onde virar e seguir.

18 23/08/06 Modelo do Aprendiz José Cláudio de Almeida Filho18 Conhecimento Tipo Objetivo A representação do conhecimento processual é usada na solução de equações de álgebra, jogos, aritmética, cálculos de integral, geografia e meterologia.

19 23/08/06 Modelo do Aprendiz José Cláudio de Almeida Filho19 Conhecimento Tipo Objetivo O conhecimento declarativo procura interpretar constantemente sobre o conhecimento base inteiro. É como um bibliotecário que procura referências de livros, anotações de fatos para deduzir uma resposta para seu cliente.

20 23/08/06 Modelo do Aprendiz José Cláudio de Almeida Filho20 Conhecimento Tipo Objetivo Em resumo há três tipos de representação de conhecimento: Flat processual que faz o aprendiz modelar problemas mais fáceis. Processual hierárquico que o aprendiz modelar o problema incrementando dificuldades. Declarativo que faz o aprendiz modelar o problema muito difícil.


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